JP5125854B2 - Probing socket - Google Patents
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Description
本発明は、回路基板を試験するために接続するコネクタのソケットおよびソケットの摩耗を低減するためのコンタクト技術に関する。 The present invention relates to a socket of a connector to be connected for testing a circuit board and a contact technique for reducing wear of the socket.
従来、電子機器に内蔵される回路基板には、IC(Integrated Circuit)やLSI(Large Scale Integration)等の半導体部品からなる電子回路が形成されており、この電子回路は、電子機器に組み込まれる前に正常に動作するかどうかの動作試験が実施される。この動作試験は、一般に、試験対象の回路基板の端部に取り付けられたコネクタを通じて行われている。 Conventionally, an electronic circuit made of a semiconductor component such as an IC (Integrated Circuit) or an LSI (Large Scale Integration) is formed on a circuit board built in the electronic device. This electronic circuit is not integrated into the electronic device. An operation test is performed to determine whether the device operates normally. This operation test is generally performed through a connector attached to an end of a circuit board to be tested.
従来の回路基板では、図10、図11に示すように、雄コネクタ100と電子部品111を備えた回路基板110の電子部品111の動作を試験する回路基板試験装置(図示せず)の雌コネクタ200とを示すものである。試験対象の回路基板110の動作試験を行う場合、回路基板110に実装されている雄コネクタ100に、回路基板試験装置にケーブルで接続する雌コネクタ201を電気的に結合させていた。コネクタ端子101は複数本の接続端子で構成されており、コネクタ端子101ピンの他端側は回路基板110に半田等で固定されている。
In the conventional circuit board, as shown in FIGS. 10 and 11, a female connector of a circuit board testing apparatus (not shown) for testing the operation of the
雄コネクタ100と雌コネクタ200のコンタクト部分の構造は、図11に示すようになっている。雄コネクタ100のコネクタ端子101は先端が尖った槍形をしており、雌コネクタ200にはそのハウジングの中に、雄コネクタ100コネクタ端子101を両側から挟んで受け入れるレセプタクル(電極)201が設けられている。コネクタ端子101がレセプタクル201の対向する電極の間に差し込まれると、図11(a)、(b)に示すように、コネクタ端子101とレセプタクル201とがお互いに擦れ合いながら電気的に接続される。
The structure of the contact portion between the
以上のように構成された雄コネクタ100と雌コネクタ200は、通常の使用においては全く問題ないが、試験対象の回路基板110を大量に試験する場合には、雌コネクタ200は耐久性の面で問題があった。つまり、試験対象の回路基板110は、それぞれ1回だけコンタクトすれば試験終了となるが、試験装置側のレセプタクル201は、多数の雄コネクタ100に対して毎回使用されるため、対向している電極(レセプタクル201)の間隔が磨耗により広くなってしまい、ついには接触不安定、接触不良になるという問題が発生する。
The
こうした問題に対し、回路基板に取り付けられたコネクタのコネクタ端子とレセプタクルとが擦れ合うことなく接続する方法としてZIF(Zero Insertion Force)コンタクトが提案されている。 In order to solve such a problem, a ZIF (Zero Insertion Force) contact has been proposed as a method of connecting the connector terminal of the connector attached to the circuit board and the receptacle without rubbing.
ZIFコンタクトは、半導体試験装置等を試験する際などに良く用いられており、2枚の樹脂板等に開けられた穴に入っているコンタクト電極を、開いたままの状態で半導体装置を搭載し、リードをコンタクト電極の間に挿入する。その後、2枚の樹脂板をそれぞれ反対方向に移動させることにより、コンタクト電極を閉じさせて電気的に接続するものである。 ZIF contacts are often used when testing semiconductor test equipment, etc. The semiconductor device is mounted with the contact electrodes in the holes opened in the two resin plates etc. open. The lead is inserted between the contact electrodes. Thereafter, the two resin plates are moved in opposite directions to close the contact electrodes to be electrically connected.
しかしながら、図11に示すように、回路基板110に実装されている雄コネクタ100のコネクタ端子101が、奥まった位置にあり、かつ端子間隔が狭く、実装には不向きである。
そこで、本発明では、回路基板を試験する試験装置において、コネクタの多数回の抜き差しに耐え得るレセプタクルの構成として、レセプタクルを横方向に移動させるのではなく、コンタクト端子挿入時に、該端子の垂直方向からの移動を横方向の移動に変換してコンタクトさせるプロービング用ソケットを提供する。 Therefore, in the present invention, in a test apparatus for testing a circuit board, as a receptacle structure that can withstand many insertions and removals of a connector, the receptacle is not moved laterally but is inserted in the vertical direction of the terminal when the contact terminal is inserted. Provided is a probing socket for converting a movement from a movement into a lateral movement to make contact.
本発明は、回路基板を試験するために接続するコネクタのプロービング用ソケットに関し、ソケット内部においてバネ軸上でコンタクト対象が挿入される空間を有する圧縮バネと、コンタクト対象の挿入方向と反対側に回路基板の試験機からの配線と電気的に接続するプランジャとを備え、コンタクト対象が挿入されたときに、プランジャからの押圧もしくはコネクタ端子と一体となったコンタクト対象からの押圧によって、圧縮バネは、座屈状態となり、その変形によってコンタクト対象の端子と前記圧縮バネを接触させる構成とすることによって、コネクタ端子を受けるソケット側において、レセプタクルとしての圧縮バネとコネクタ端子との擦れ合いがないため、試験のため回路基板のコネクタ端子が多数回抜き差しされて生じる磨耗は大幅に減少する。 The present invention relates to a probing socket for a connector to be connected to test a circuit board, a compression spring having a space into which a contact object is inserted on a spring shaft inside the socket, and a circuit on the opposite side to the insertion direction of the contact object. The compression spring is provided with a plunger electrically connected to the wiring from the board testing machine, and when the contact object is inserted, by the pressure from the plunger or the contact object integrated with the connector terminal, In the buckled state, the terminal to be contacted and the compression spring are brought into contact with each other by deformation thereof, so that there is no friction between the compression spring as the receptacle and the connector terminal on the socket side that receives the connector terminal. Wear caused by multiple insertion and removal of circuit board connector terminals Greatly reduced.
本発明の接続方式によれば、圧縮バネからなるレセプタクルと挿入されるコネクタの端子との間で擦れ合う現象が発生しないため、試験機側の雌コネクタの摩耗がほとんどなく、長時間安定に接触し、検査品質の向上が図れる。また、その動作も試験機側のコネクタを固定しておき、これに回路基板側コネクタを押圧するだけでよく、構造もシンプルとなる。 According to the connection method of the present invention, since the phenomenon of rubbing between the receptacle made of the compression spring and the terminal of the inserted connector does not occur, there is almost no wear of the female connector on the testing machine side, and the contact is stable for a long time. The inspection quality can be improved. In addition, the operation can be performed simply by fixing the connector on the testing machine side and pressing the circuit board side connector on the connector, thereby simplifying the structure.
以下、本発明の対象であるコンタクト用ソケットについて、図面を用い、具体的に実施例に基づいて説明する。
(実施例1)
実施例1では、回路基板のコネクタ端子が挿入されるレセプタクルとして、圧縮バネを適用した場合について示す。以下、図1〜図5を用いて、本発明のプロービング(試験)用ソケット、各構成部材、およびコネクタ端子との接続構成の順で説明する。
Hereinafter, a contact socket which is an object of the present invention will be described specifically based on examples with reference to the drawings.
Example 1
In the first embodiment, a case where a compression spring is applied as a receptacle into which a connector terminal of a circuit board is inserted will be described. Hereinafter, the probing (test) socket according to the present invention, each component, and the connection configuration with the connector terminal will be described in this order with reference to FIGS.
図1は、本発明の実施の形態になるプロービング用ソケットの構造例(その1:レセプタクルに圧縮バネ適用)を示す。図1(a)は、プロービング用ソケットの基本構造を示し、図1(b)は、試験機に実装する構造を示している。 FIG. 1 shows an example of the structure of a probing socket according to an embodiment of the present invention (Part 1: application of a compression spring to a receptacle). FIG. 1A shows a basic structure of a probing socket, and FIG. 1B shows a structure to be mounted on a testing machine.
図1(a)に示すように、バレル8は、その下側に回路基板側からのコンタクト対象であるコネクタ端子を挿入する穴が開いており、その上にレセプタクルとしての圧縮バネ9、及び圧縮バネ9を押圧するためのプランジャ7が設けられており、バレル8の上側には、プランジャ7の一部が穴から突出した構造となっている。
As shown in FIG. 1A, the
プランジャ7を押圧すると圧縮バネ9は密着状態になるが、さらに押圧されると座屈が生じ、圧縮バネ9の中央部分が横方向にずれてくる。本発明は、この横方向のずれによる移動をコンタクト(接触)に利用するものである。
When the
つまり、圧縮バネ9の下側からコンタクト対象であるコネクタ端子を挿入し、プランジャ7で圧縮バネ9を座屈させてコンタクトするものである。そして、プランジャ7を元に戻せば、通常の圧縮バネ9の状態に戻る。この接続方式によれば、コネクタの端子とレセプタクルが擦れ合うことがなく、試験機側の雌コネクタの摩耗を防ぐことができる。
That is, a connector terminal to be contacted is inserted from below the
図1(b)は、プロービング用ソケットの実装形式を示しており、プランジャ7の先端部分には、プランジャ7から圧縮バネ9への押圧を作るバネ11、試験機と電気接続する配線12、およびバネ11の上側を抑えるストッパリング10が設けられた構造となっている。
FIG. 1 (b) shows a mounting form of the probing socket. At the tip end portion of the
図2は、本発明の実施の形態になるソケットに適用するレセプタクル例(その1:圧縮バネの場合)を示す。本例では、レセプタクルとして適用する圧縮バネの形状を示している。図2(a)は、通常の圧縮バネを示し、図2(b)は、バネを軸方向に曲げ、押圧時に変形してコネクタ端子と接触しやすくさせる曲がり圧縮バネの例を示している。 FIG. 2 shows an example of a receptacle (part 1: in the case of a compression spring) applied to the socket according to the embodiment of the present invention. In this example, the shape of a compression spring applied as a receptacle is shown. FIG. 2A shows an ordinary compression spring, and FIG. 2B shows an example of a bending compression spring that bends the spring in the axial direction and deforms when pressed to facilitate contact with the connector terminal.
図2(a)の場合、圧縮バネ9の巻きの直径と接触対象のコネクタ端子の大きさに対する比率は、概ねコネクタ端子より圧縮バネ9の直径を2〜5倍程度大きくすることが望ましい。これは、その比率が1では座屈しないし、また比率が大き過ぎるとバレル径が大きくなり、複数のコネクタ端子間のピッチに対応できなくなるためである。
In the case of FIG. 2A, it is desirable that the ratio of the winding diameter of the
図3は、本発明の実施の形態になる圧縮バネを押圧するためのテーパ状加圧機構の例を示す。 FIG. 3 shows an example of a tapered pressurizing mechanism for pressing the compression spring according to the embodiment of the present invention.
図3(a)に示すように、プランジャ7の先端部の傾斜部分(テーパ形状部分)を圧縮バネ9の径とほぼ同じ(厳密には圧縮バネの径が少し小さい)にして圧入気味に加工することによって、圧縮バネ9とプランジャ7の傾斜部分の接触抵抗の不安定要因を除去・低減させている。
As shown in FIG. 3A, the inclined portion (tapered portion) of the distal end portion of the
また、挿入したコネクタ端子との接触時における電気伝導性を向上させるために、レセプタクルとしての圧縮バネ9やプランジャ7の表面に良導電性の金属メッキ(例えば、金メッキなど)を施すことが好適であることは言うまでもない。
Further, in order to improve the electrical conductivity at the time of contact with the inserted connector terminal, it is preferable to apply a highly conductive metal plating (for example, gold plating) on the surface of the
また、テーパ状加圧機構は、図3(b)のように、ソケット側にテーパのついたリングを挿入させるのでもよい。 Further, as shown in FIG. 3B, the taper-shaped pressurizing mechanism may insert a ring having a taper on the socket side.
図4は、本発明の実施の形態になるプロービング用ソケットの接続構造(その1:圧縮バネ適用例)を示す。本例は、試験装置(図示していない)に接続されている雌コネクタ3と回路基板に実装されているコネクタ1との接続構成の断面図を示している。
FIG. 4 shows a connection structure of a probing socket according to an embodiment of the present invention (part 1: application example of a compression spring). This example shows a cross-sectional view of a connection configuration between a
コネクタ1には、奥まった位置にコネクタ端子2が複数個(図は2個の例)、行・列に並んでいる。雌コネクタ3とカバー4を接続する位置決めピン5が備わり、位置決めピン5の外側に弾性体(バネなど)6が設けられ、回路基板に取り付けられたコネクタ1側からの押圧に応じて弾性体6が伸縮する構造となっている。弾性体6は、コネクタ1を接続後、プロービング用ソケットからコネクタ1を引き抜くのを容易にさせる役割をもつ。
In the
また、プランジャ7の周囲には、バネ11が設けられ、雌コネクタ3側から押された場合に縮み、相対的にプランジャ7が押し下げられ、圧縮バネ9が押圧される。
In addition, a
つまり、プロービング用ソケットに対し、コネクタ1を押圧すると、まずコンタクト対象であるコネクタ端子2が圧縮バネ9の空間内に挿入され、その後プランジャ7が相対的に押し下げられ、圧縮バネ9が相対的に押圧されることとなる。なお、圧力をかけ過ぎないように、プランジャ7の上側にはストップリング10を設けている。また、配線12は、試験装置と接続してコネクタ1に電気信号を与えるためのものである。
That is, when the
図5は、本発明の実施の形態になるコネクタ/ソケットの接続状態を示す図(その1:圧縮バネ適用例)である。ここでは、カバー9側が固定されているとして説明する。
FIG. 5 is a diagram (part 1: application example of a compression spring) showing a connector / socket connection state according to the embodiment of the present invention. Here, description will be made assuming that the
矢印のように回路基板についたコネクタ1を移動させ、コネクタ端子2を圧縮バネ9の中に挿入した状態のものが図5(a)である。圧縮バネ9には、コネクタ端子2とは接触しないZIFで挿入されている。さらに、コネクタ1を押圧すると、雌コネクタ3は、カバー4側に移動するとともに、バネ11が縮み、相対的にプランジャ7が下がって圧縮バネ9を押圧する。圧縮バネ9は、押圧とともに密着したままの巻き状態になり、さらに、押圧されると、図5(b)のように、座屈状態になり、コネクタ端子2と圧縮バネ9、バレル8が接触し、配線12に接続される。
FIG. 5A shows a state where the
この時、圧縮バネ9に座屈がおきやすくさせるため、上述してきたように、図2(b)のような曲がりバネを用いたり、図3(a)のようにプランジャ7の押圧部分にテーパをつけたり、図3(b)のようにソケット側にテーパのついたリングを挿入するなどが効果的である。また、コネクタ1の押圧力をなくせば、図4や図5(a)のような電気接続OFFの状態に戻る。
At this time, in order to make the
なお、押圧するのは、回路基板のコネクタ1側からでも、試験機の雌コネクタ3側からでも、同様に機能する。
Note that the pressing functions in the same manner from both the
つぎに、ZIFを実現するための別の方法について説明する。レセプタクルの構造が異なるだけで、その動作は実施例1とほぼ同様である。
(実施例2)
実施例2では、レセプタクルにおけるZIFコンタクトさせるための別な形態として中央部に絞り込みを入れて変形しやすくさせた筒状金属バネを適用した場合について示す。以下、図6〜図9を用いて、本発明のプロービング用ソケット、各構成部材、およびコネクタ端子との接続構成の順で説明する。
Next, another method for realizing ZIF will be described. The operation is almost the same as that of the first embodiment except that the structure of the receptacle is different.
(Example 2)
In the second embodiment, a case where a cylindrical metal spring that is narrowed down at the center and made easy to deform as another form for making a ZIF contact in the receptacle will be described. Hereinafter, the probing socket according to the present invention, each component member, and the connection configuration with the connector terminal will be described in this order with reference to FIGS.
図6は、本発明の実施の形態になるプロービング用ソケットの構造例(その2:レセプタクルに筒状金属バネ適用)を示す。図6(a)は、レセプタクルとして筒状金属バネを適用した場合の原理構造を示し、図6(b)は、試験機への実装構造を示している。 FIG. 6 shows an example of the structure of the probing socket according to the embodiment of the present invention (part 2: application of a cylindrical metal spring to the receptacle). FIG. 6A shows a principle structure when a cylindrical metal spring is applied as a receptacle, and FIG. 6B shows a mounting structure on a testing machine.
例えば、金属製バネ材料のパイプの中央付近を絞って細くし、かつ絞った中央部分がスリット加工されて、それぞれ独立に変形される構造とした筒状金属バネ15を、図6(a)のようにバレル8の中に配置し、上部に設けられたプランジャ7で押圧する構造となっている。下側の穴からコンタクト対象であるコネクタ端子2を挿入し、プランジャ7で上から押圧すると、パイプの絞った部分の帯状の金属部分が軸上側に迫り出し、4方向からコンタクト対象に接触する。プランジャ7を戻せばバネ圧が開放され迫り出していた帯状金属が元に戻る。
For example, the
なお、図6(b)に示すストッパ13は、パイプ状の部品でプランジャ7の動きを物理的に止めるものであり、絞った部分の金属が押圧によって塑性変形しないようにするためのものである。
The
図7は、発明の実施の形態になるソケットに適用するレセプタクル例(その2:筒状金属バネの場合)を示す。図7(a)のように、レセプタクルとしての筒状金属バネ15は、円筒状の中央部分が絞られて半径が小さくなっており、また、絞った部分にはスリットが設けてあり、スリット間がそれぞれ独立に変形できる構造となっている。
FIG. 7 shows an example of a receptacle (part 2: case of a cylindrical metal spring) applied to the socket according to the embodiment of the invention. As shown in FIG. 7A, the
この筒状金属バネ15に対し軸方向の端から押圧すると、絞り部分のスリットが軸と垂直方向にせりだし、軸上にあるものとコンタクトできることになる。筒状金属バネ15の材料は、ステンレス、ベリリウム銅、リン青銅などのバネ材料からなり、接触性を良くするために金属メッキをするとよい。
When this
また、レセプタクルとして、図7(b)のように、コンタクト対象の断面形状に合わせて、90度毎4方向を帯状に残し、他の部分を削除した電極を、図6(b)のようにバレル8の中に配置してもよい。なお、ストッパ16は、絞った部分の帯状金属が押圧によって塑性変形しないようにするためのものである。
Also, as shown in FIG. 7 (b), as shown in FIG. 7 (b), an electrode in which four directions are left every 90 degrees in a strip shape and other portions are removed as shown in FIG. 7 (b). It may be arranged in the
図8は、本発明の実施の形態になるプロービング用ソケットの接続構造(その2:筒状金属バネ適用例)を示す。 FIG. 8 shows a connection structure for a probing socket according to an embodiment of the present invention (part 2: application example of a cylindrical metal spring).
回路基板のコネクタ1と試験機からの接続ケーブルを対向させておく。固定した回路基板のコネクタ1のコネクタ端子2は、筒状金属バネ15内に入っておらず、カバー4と配線12の間の弾性体6も縮んでいない。配線12は、カバー4内で接続ケーブルに繋がっている。
The
図9は、本発明の実施の形態になるコネクタ/ソケットの接続状態を示す図(その2:筒状金属バネ適用例)である。本例は、図8の状態から、コネクタ1を押圧することによりコネクタ端子2を筒状金属バネ15の中に挿入したときの接続状態を示している。
FIG. 9 is a diagram (part 2: application example of a cylindrical metal spring) illustrating a connection state of the connector / socket according to the embodiment of the present invention. This example shows a connection state when the
図9(a)は、コネクタ端子2の押し込みが十分でなく、筒状金属バネ15と触れていない状態であり、図9(b)のように、さらに、図示していない接続用押圧部品によってコネクタ1を押していくと、カバー4と雌コネクタ3の間の弾性体6が縮む。弾性体6が縮むとともに、バネ11が縮み、相対的にプランジャ7が下がり、これによって筒状金属バネ15が縮み、絞った中央部分のスリットが軸と垂直方向にせりだし、コネクタ1のコネクタ端子2と筒状金属バネ15とが接触する。
FIG. 9A shows a state where the
図9(b)のような接触状態で回路基板の試験を行う。試験が終わって、回路基板のコネクタ1からの押圧を戻すと、図8や図9(a)の状態になる。このような構造にすることによって、コネクタ端子2と筒状金属バネ15とが擦れ合うことなく接触することが可能となる。なお、回路基板のコネクタ1側と試験機の接続ケーブルのカバー4側のどちらを固定してもよい。
The circuit board is tested in the contact state as shown in FIG. When the test is finished and the pressure from the
1 コネクタ
2 コネクタ端子
3 雌コネクタ
4 カバー
5 位置決めピン
6 弾性体
7 プランジャ
8 バレル
9 圧縮バネ
10 ストップリング
11 バネ
12 配線
13 ストッパ
15 筒状金属バネ
20、21 テーパ面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
ソケット内部のバネ軸上で前記コンタクト対象の挿入可能な空間を持つ圧縮バネと、
前記コンタクト対象の挿入方向と反対側で試験機からの配線と電気的に接続するプランジャとを備え、
前記プランジャの押圧もしくはコネクタ端子と一体となった前記コンタクト対象の押圧によって、前記圧縮バネを座屈状態とし、前記コンタクト対象のコネクタ端子と前記圧縮バネを接触させることを特徴とするプロービング用ソケット。 A probing socket that is electrically connected to a contact object,
A compression spring having a space allowing insertion of the contact object on a spring shaft inside the socket;
A plunger that is electrically connected to the wiring from the testing machine on the side opposite to the insertion direction of the contact object;
A probing socket, wherein the compression spring is buckled by the pressing of the plunger or the pressing of the contact object integrated with the connector terminal, and the connector terminal of the contact object and the compression spring are brought into contact with each other.
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